Гребная электрическая установка пассажирского теплохода

 

Параметры двигателя в частичных режимов в абсолютных единицах приведены в таблицу

Режим работы	(кВт)	(А)	(кН.м)	(об/мин)
1	800	110	20,6	370
2	648	89,1	17,9	344,1
3	491,2	68,2	14,87	314,5
4	336,8	47,4	11,56	277,5
5	182,4	26,5	7,68	225,7

 

2. Расчёт статических характкристик

Построение желаемой механической характеристики ГЭД.

Расчет желаемой механической характеристики гребного двигателя начинают с построения характеристик винта. Момент сопротивления вращению винта зависит от скорости движения судна.

Для транспортных судов строят две характеристики винта: швартовую и ход в свободной воде.

Желаемая механическая характеристика ГЭД имеет три участка:

- гиперболический  участок, обеспечивающий постоянство  мощности ГЭД и всей ГЭУ  при изменении условий плавания  от хода в свободной воде  до швартовного;

- участок  ограничения момента стоянки  ГЭД при заклинивании винта,   исключающий поломку винта при  заклинивании; этот участок прямолинейный;

-участок  ограничения скорости холостого  хода, исключающий разнос ГЭД  при оголении винта; этот участок  также прямолинейный.

Так как в проектируемой ГЭУ возможны два режима, то и ГЭД будет иметь две желаемые механические характеристики.

Уравнение гиперболического участка механической характеристики:

const.

Откуда /n.

Результаты расчета сводим в  таблицы

1-ый режим

 

 

M (кН.м)	25,4	21,8	20,6	19,1
n(об/мин)	300	350	370	400

 

 

2-ой режим

 

 

M (кН.м)	22,1	20,51	17,9	17,7
n(об/мин)	280	302	346	350

 

3-ий режим

 

 

M (кН.м)	17,8	17	14,85	13,36
n(об/мин)	250	275	315	350

 

4-ый режим

 

 

M (кН.м)	16,04	13,26	11,54	10,7
n(об/мин)	200	242	278	300

 

5-ый режим

 

 

M (кН.м)	11,56	8,8	7,67	6,93
n(об/мин)	150	179	226	250

 

Точки пересечения (A1-А2, В1-B2, С1-С2,...) гиперболических участков с швартовной характкристикой и характеристикой в свободной воде определяют режим работы ГЭД для расчитанных режимов работы ГЭУ

Момент стоянки ГЭД для этих режимов работы принимаем равным:

1-ый режим

 

2-ой режим

 

3-ий режим

 

4-ый режим

 

5-ый режим

 

 

Скорость холостого хода для желаемых механических характеристик принимаем равным

1-ый режим

 

2-ой режим

 

 

3-ий режим

 

4-ой режим

 

5-ой режим

 

 

 

Рис. 2. Желаемые характеристики ГЭУ

 

8. РАСЧЕТ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГЭУ

1. Расчёт и построение механической исполнительного электродвигателя

Номинальное и критическое скольжение:

 

 

где: n1 — синхронная скорость вращения поля статора;

n2 — скорость (номинальная) вращения ротора;

 kmax — кратность максимального момента.

 Номинальный момент

Где

Значения моментов для нескольких значений скольжения от 0 до расчитаются по формуле

   Где

Задаем несколько значений

Мы получаем результаты

	0,005	0,01	0,013	0,02	0,03	0,04	0,05
	8,59	16,68	20,65	29,91	38,27	42,31	43,37

 

Значения моментов для нескольких значений скольжения от до 1 расчитаютсяпо формуле

       Где

Задаем несколько значений

 

Мы получаем результаты

	0,1	0,2	0,4	0,6	0,8	1
	40,73	36,98	29,81	23,38	18,48	16,52

 

Таблица 2: Результаты расчёта характеристик

 

s	M, кН.м	, об/мин
0	0	375
0,005	8,59	373
0,01	16,68	371
0,013	20,65	370
0,02	29,91	367,5
0,03	38,27	363,8
0,04	42,3	360
0,05	43,37	356,3
0,1	40,73	337,5
0,2	36,98	300
0,4	29,81	225
0,6	23,38	150
0,8	18,46	75
1	16,52	0

 

Рис.3. механическая характеристика

2. Построение желаемую электромеханическую характеристику привода

Ток холодного хода двигателя

 

 

Рис.4. Желаемая электромеханическая характеристика привода

 

3. Построение переходного процесса

Для построения графика переходного процесса строим лучи построения. Для построения лучей требует найти тангенс угла наклона по формуле:

 

 Принимаем

 ;  ;

На рис.5 показан прицип построения графика переходного процесса. Из точки А проводим луч построения. Через точку А1, соответствующая моменту стоянки проводим линию, которая параллельна луча построения. Эта линия пересекает с характеристики винта в свободной воде на точке В1.

С точки В1, проводим горизонтальную линию, пересекающую с линией ограничения момента на точке А2. Через точку А2 проводим параленную с личем построения линию, которая пересекает с винтовой характеристикой на точке В2...и.т.д. Мы получаем точки А1, А2, А3,.. и В1, В2, В3,.... Проекции точек А1, А2, А3,... на оси момента показывает значения момента двигателя в переоходном процессе. Проекция точки В1, В2, В3,... на оси частоты вращения показывает значения частоты вращения двигателя в переходном процессе.

 

Рис.5

 

 

Рис. 6. Момент двигателя в переходнм процессе

Рис.7. Частота вращения двигателя в переходном процессе

 

Рис.8. Ток двигателя в переходном процессе

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литературы

1. В.А. Черняев Краткий курс автоматизированных гребных электрических установок рыбопромысловых судов: Учеб. Пособие для студ. высш. учеб. заведений / Астрахан.гос. техн. Ун-т. Астрахань: Изд-во АГТУ, 1999. 240 с.
2. Гребные электрические установки: Справочник/ Е.Б. Айзенштад, Ю.М. Гилерович, Б.А. Горбунов, В.В. Сержантов, . – 2-е изд., перераб. и доп. – Л.: Судостроение, 1985, -  304 с., ил.
3. Акулов Ю.И. Гребеые электрические установки